Существует и проблема с сетевым управлением. Многие организации используют магистральные соединения по IP для объединения своих сетей и пересылке трафика средствами протокола IP. На сегодняшний день эти задачи не решены полностью и нет эффективных механизмов для управления нагрузкой.
Разработка IP версии 6 (IPv6, называемый еще IP следующего поколения) проводилась для решения проблем адресации, маршрутизации, производительности, безопасности и нагрузки в Интернете. В этой главе рассматриваются наиболее важные возможности IPv6. При реализации следует учитывать требования самых последних RFC.
22.2 Обзор IPv6
Протокол IPv6 имеет следующие характеристики:
■ Введен 128-разрядный адрес (16 октетов), который иерархически структурирован для упрощения делегирования прав выделения адресов и маршрутизации.
■ Упрощен главный заголовок IP, но определены многие необязательные заголовки расширения, что позволяет при необходимости добавлять новые сетевые возможности.
■ Поддерживаются аутентификация, целостность данных и конфиденциальность на уровне IP.
■ Введены потоки, поддерживающие многие новые типы пересылки запросов, например видео в реальном времени.
■ Упрощена инкапсуляция других протоколов, и предложен механизм для управления нагрузкой при пересылке данных от других протоколов.
■ Реализован новый метод автоматической самоконфигурации адресов и проверки уникальности IP-адресов.
■ Улучшены методы исследования маршрутизаторов, определения неисправных путей и недостижимых соседей по связи.
На момент написания книги многие детали IPv6 находились еще в стадии разработки, однако основные архитектурные элементы уже подготовлены и рассматриваются в этой главе. Уже стали стандартами IPv6, ICMPv6, расширение DNS и архитектура адресации IPv6.
22.3 Терминология
Версия 6 вносит некоторые изменения в терминологию версии 4 и вводит новые термины:
■ Пакетом (packet) называется заголовок IPv6 плюс полезные данные
■ Узел (node) — любая система, реализующая IPv6
■ Маршрутизатор (router) — узел, пересылающий не адресованные ему пакеты IPv6
■ Связь (link) — носитель, по которому взаимодействуют узлы на уровне связи данных
■ Соседи (neighbor) — узлы, подключенные к одной связи
Термином "пакет" наиболее злоупотребляют в сетевом мире. Пакетами называются любые элементы данных протокола (PDU) от уровня связи данных до уровня приложений.
Почему авторы версии 6 перешли от термина "датаграмма" к "пакету"? Одно из новшеств в IPv6 — это возможность переноса трафика для многих других протоколов. Следовательно, полезные данные не обязательно будут PDU из набора протоколов TCP/IP. Когда пересылается родной PDU из IP, можно пользоваться термином "датаграмма".
В этой главе рассматриваются текущие документы IPv6 и используется термин "пакет".
22.4 Адреса IPv6
Адреса IPv6 имеют длину 16 октетов (128 бит). Для записи адресов используется компактная (хотя и уродливая) нотация. Адреса представлены как 8 шестнадцатеричных чисел, разделенных двоеточиями. Каждое шестнадцатеричное число представляет 16 бит. Например:
41BC:0:0:0:5:DDE1:8006:2334
Ведущие нули в шестнадцатеричных полях могут быть опущены (например, 0 вместо 0000 и 5 вместо 0005). Формат может быть еще более сжат при замене последовательности смежных нулевых полей на "::". Например:
41BC::5:DDE1:8006:2334
Отсутствуют три позиции, так как "::" заменяет последовательность ":0:0:0:".
Адреса версии 4 протокола IP часто вкладываются в последние четыре октета адреса версии 6. Они могут быть записаны с использованием смешанного формата адреса (сочетающего как нотацию с точками, так и нотацию с двоеточиями), например:
0:0:0:0:0:FFFF:128.1.35.201
22.4.1 Выделение адресов
128-разрядное пространство адреса обеспечивает место для множества различных типов адресов, включая:
■ Иерархические глобальные одноадресные рассылки на основе адресов провайдеров
■ Иерархические глобальные одноадресные рассылки по географическому признаку
■ Личные адреса сайтов для использования только в пределах организации
■ Локальные и глобальные многоадресные рассылки
Версия 6 не использует широковещательные рассылки, но для функций управления (например, разрешения адресов или загрузки) использует многоадресные рассылки. Это связано с тем, что сообщения широковещательных рассылок прерывают работу всех устройств связи, хотя в большинстве случаев они предназначаются лишь для небольшого количества устройств. Кроме того, ограничение управляющих сообщений только многоадресными рассылками предотвращает взаимовлияние устройств версии 6 и версии 4, совместно использующих одну и ту же связь.